JPH11265933A - Producing method for semiconductor device and semiconductor device - Google Patents

Producing method for semiconductor device and semiconductor device

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JPH11265933A
JPH11265933A JP6672698A JP6672698A JPH11265933A JP H11265933 A JPH11265933 A JP H11265933A JP 6672698 A JP6672698 A JP 6672698A JP 6672698 A JP6672698 A JP 6672698A JP H11265933 A JPH11265933 A JP H11265933A
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JP
Japan
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silicon oxide
silicon
groove
semiconductor device
trench
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Withdrawn
Application number
JP6672698A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsukasa Hattori
司 服部
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To keep electrically improved insulating property even when element separate width is reduced. SOLUTION: Before filling a trench groove 3 on a silicon substrate 1 with filling formed by CVD using ozone-tetraethoxysilane, a side wall 5 composed of a material (silicide, for example,) having the growing speed of filler 6 due to CVD using ozone-tetraethoxysilane higher than that of a silicon nitride film 11 is selectively formed on the side wall of the trench groove 3. Thus, the generation of void in the filler 6 can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、STI(Shallow Tren
ch Isolatioin)分離構造といったシリコン基板表面に
溝を備えた半導体装置およびその製造方法に関するもの
である。
The present invention relates to an STI (Shallow Tren)
The present invention relates to a semiconductor device having a groove on the surface of a silicon substrate such as an isolation structure and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体装置の高集積化・高速化に
伴い、半導体装置のサイズの縮小が進んでいる。現在、
半導体装置の微細化の技術の進歩を代表している半導体
メモリの集積度は256メガビットメモリ、1ギガビッ
トメモリであり、メモリセルの縮小化の技術は、これら
64メガあるい1ギガメモリの開発に多数使用されてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, the size of a semiconductor device has been reduced in accordance with high integration and high speed of the semiconductor device. Current,
The degree of integration of a semiconductor memory, which represents the advance in the technology of miniaturization of semiconductor devices, is 256 megabit memory or 1 gigabit memory. in use.

【0003】半導体装置の微細化・高速化に伴い、半導
体装置(例えば、MOSFETトランジスタ)の縮小化
が進み、素子分離の最小線幅やピッチサイズの縮小に対
する要求が高まっている。このような微細化の要求に適
した素子分離構造として、STI(Shallow Trench Iso
latioin)が開発されている。これは、素子と素子との
間にトレンチ溝を形成したうえで、形成したトレンチ溝
を絶縁物で埋め込むものである。
With the miniaturization and high speed operation of semiconductor devices, the size of semiconductor devices (for example, MOSFET transistors) has been reduced, and the demand for reduction of the minimum line width and pitch size of element isolation has increased. As an element isolation structure suitable for such a demand for miniaturization, STI (Shallow Trench Isolation) is used.
latioin) has been developed. In this method, a trench is formed between elements, and the formed trench is filled with an insulator.

【0004】STI構造においては、半導体装置の微細
化が進むにつれて、トレンチ溝のアスベクト比(溝深さ
/最小溝幅)が大きくなってきており、このような微細
でアスベクト比の大きなトレンチ溝を確実に絶縁物で充
填する技術が求められている。このような要求に応える
ことができる絶縁物の充填法として、オゾン−テトラエ
トキシシランを用いたCVD法が注目されている。
In the STI structure, as the semiconductor device is miniaturized, the aspect ratio (groove depth / minimum groove width) of the trench is increasing. There is a need for a technique for reliably filling with an insulator. As a method of filling an insulator capable of meeting such a demand, a CVD method using ozone-tetraethoxysilane has been receiving attention.

【0005】オゾン−テトラエトキシシランを用いたC
VD法は充填の均一性(微細な構造の隅々まで充填でき
るか否かの性能)において、他の充填法(例えば、他の
CVD法)より優れているため、微細でアスベクト比の
大きいトレンチ溝に絶縁物を充填する方法として適して
おり、従来から、このCVD法によりトレンチ溝に、絶
縁物であるシリコン酸化物を充填することが試みられて
いる。
[0005] C using ozone-tetraethoxysilane
Since the VD method is superior to other filling methods (for example, other CVD methods) in filling uniformity (performance of whether or not a fine structure can be filled in every corner), the trench is fine and has a large aspect ratio. This method is suitable as a method for filling a trench with an insulator. Conventionally, attempts have been made to fill a trench groove with silicon oxide as an insulator by this CVD method.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、オゾン
−テトラエトキシシランを用いたCVD法により形成さ
れるSTI構造にも、トレンチ溝の微細化がさらに進む
につれて、充填するシリコン酸化物の内部にボイド(気
泡)が発生して絶縁物の充填が不確実になり、このこと
が半導体装置の特性を劣化させる原因とになるという問
題があった。
However, in the STI structure formed by the CVD method using ozone-tetraethoxysilane, as the trench groove is further miniaturized, voids are formed inside the silicon oxide to be filled. There has been a problem that bubbles are generated and the filling of the insulator becomes uncertain, which causes deterioration of characteristics of the semiconductor device.

【0007】本発明は、微細化の進んだ半導体装置にも
確実に素子分離を行うことができる素子分離方法の提供
を目的としている。
An object of the present invention is to provide an element isolation method capable of reliably performing element isolation even in a semiconductor device with advanced miniaturization.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、被膜を有する
シリコン基板に溝を形成し、さらに、オゾン−テトラエ
トキシシランを用いたCVD法によって形成する絶縁物
からなる充填材で、前記溝を充填する半導体装置の製造
方法であって、前記溝を前記充填材で充填する前に、オ
ゾン−テトラエトキシシランを用いたCVD法による前
記充填材の成長速度が前記被膜より早い物質からなるサ
イドウォールを、溝の側壁に選択的に形成しており、こ
れにより上記目的を達成している。
According to the present invention, a groove is formed in a silicon substrate having a film, and the groove is formed by a filler made of an insulator formed by a CVD method using ozone-tetraethoxysilane. A method of manufacturing a semiconductor device to be filled, wherein a growth rate of the filler by a CVD method using ozone-tetraethoxysilane is higher than that of the film before filling the groove with the filler. Is selectively formed on the side wall of the groove, thereby achieving the above object.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、被膜を有するシリコン基板に溝を形成し、さらに、
オゾン−テトラエトキシシランを用いたCVD法によっ
て形成する絶縁物からなる充填材で、前記溝を充填する
半導体装置の製造方法であって、前記溝を前記充填材で
充填する前に、オゾン−テトラエトキシシランを用いた
CVD法による前記充填材の成長速度が前記被膜より早
い物質からなるサイドウォールを、溝の側壁に選択的に
形成しており、これにより、次のような作用を有する。
すなわち、通常、溝に充填される充填材内にボイドが生
じる原因は次のようなものと思われる。すなわち、充填
材の充填に際して、充填材の上層側が下層側より先に充
填が完了して上層側の両側が互いに引っ付き合う結果、
下層側に、充填材の未充填空間が残り、この未充填空間
がボイドとなる。このようにして形成されるボイドは、
溝のアスベクト比が大きくなればなるほど形成されやす
くなる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION According to the first aspect of the present invention, a groove is formed in a silicon substrate having a coating.
What is claimed is: 1. A method of manufacturing a semiconductor device in which a groove is filled with an insulator formed by a CVD method using ozone-tetraethoxysilane, wherein the groove is filled with the ozone-tetraethoxysilane before filling the groove with the filler. Sidewalls made of a material having a growth rate of the filler by the CVD method using ethoxysilane that is faster than that of the coating are selectively formed on the side walls of the groove, thereby having the following effects.
That is, it is considered that the causes of voids in the filler filling the grooves are as follows. That is, at the time of filling of the filler, the upper layer side of the filler is completed before the lower layer side and the upper layer side is stuck to each other,
An unfilled space of the filler remains on the lower layer side, and this unfilled space becomes a void. The voids thus formed are:
The larger the aspect ratio of the groove, the easier it is to form.

【0010】これに対して、本発明が採用しているオゾ
ン−テトラエトキシシランを用いたCVD法には、その
膜成長速度に下地依存性があることが指摘されており、
下地を選択することによりその成膜(充填)具合をある
程度制御することができる。本発明では、この点に着目
し、溝の側壁に、オゾン−テトラエトキシシランを用い
たCVD法による前記充填材の成長速度が前記被膜より
早い絶縁物からなるサイドウォールを形成することによ
り、上記CVD法により充填材を充填する際には、被膜
の側壁より溝の側壁(具体的にはサイドウォールの側
壁)の方で先に充填材が成長することになる。そのた
め、被膜より下層側に位置する溝内には充填材の未充填
空間が残りにくくなり、ボイドの発生も防止される。
On the other hand, it has been pointed out that the CVD method using ozone-tetraethoxysilane employed in the present invention has an underlayer dependence on the film growth rate.
By selecting the base, the degree of film formation (filling) can be controlled to some extent. In the present invention, paying attention to this point, the growth rate of the filler by the CVD method using ozone-tetraethoxysilane is formed on the side wall of the groove by forming a sidewall made of an insulator faster than the film. When the filler is filled by the CVD method, the filler grows on the side wall of the groove (specifically, the side wall of the side wall) before the side wall of the film. Therefore, an unfilled space of the filler hardly remains in the groove located on the lower layer side of the coating, and the generation of voids is also prevented.

【0011】このような本発明の特徴となる製法は、本
発明の請求項2に記載したように、トレンチ溝を有する
シリコン基板において実施すれば、有効である。
Such a manufacturing method which is a feature of the present invention is effective if it is carried out on a silicon substrate having a trench as described in claim 2 of the present invention.

【0012】本発明の請求項3に記載の発明は、請求項
1または2に係る半導体装置の製造方法であって、前記
充填材で、前記溝を充填する前に、シリコン基板をプラ
スマ−窒素処理することに特徴を有しており、これによ
り、次のような作用を有する。すなわち、充填材で前記
溝を充填する前に、シリコン基板をプラスマ−窒素処理
することで、このCVD法が有する成膜速度の下地依存
性が促進される。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the method for manufacturing a semiconductor device according to the first or second aspect, wherein the silicon substrate is filled with plasma-nitrogen before filling the groove with the filler. It is characterized in that it is processed, and has the following effects. That is, by subjecting the silicon substrate to plasma-nitrogen treatment before filling the groove with a filler, the dependence of the film formation rate of the CVD method on the base is promoted.

【0013】本発明の請求項4に記載の発明は、請求項
1ないし3のいずれかに係る半導体装置の製造方法であ
って、前記被膜としてシリコン窒化膜を形成し、前記サ
イドウォールとしてシリコン酸化物を形成し、前記充填
材としてシリコン酸化物を前記溝に充填することに特徴
を有しており、これにより次のような作用を有する。す
なわち、サイドウォールとして形成するシリコン酸化物
と、被膜として形成するシリコン窒化膜とに対して、オ
ゾン−テトラエトキシシランを用いたCVD法で充填材
を成長させる際の膜成長速度は、シリコン酸化膜の方が
シリコン窒化膜より早い。そのため、これらの物質を選
択すると、請求項1の作用を確実に発揮させることがで
きる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the method of manufacturing a semiconductor device according to any one of the first to third aspects, wherein a silicon nitride film is formed as the film, and a silicon oxide film is formed as the sidewall. It is characterized in that an object is formed and silicon oxide is filled in the groove as the filler, thereby having the following effect. That is, the film growth rate when a filler is grown by CVD using ozone-tetraethoxysilane on a silicon oxide film formed as a sidewall and a silicon nitride film formed as a film is a silicon oxide film. Is faster than the silicon nitride film. Therefore, when these substances are selected, the effect of claim 1 can be reliably exerted.

【0014】本発明の請求項5に記載の発明は、シリコ
ン基板にシリコン窒化膜を形成する工程と、シリコン窒
化膜越しに、シリコン基板に溝を形成する工程と、オゾ
ン−テトラエトキシシランを用いたCVD法により、溝
表面を含むシリコン窒化膜表面にシリコン酸化膜を形成
する工程と、前記シリコン酸化膜を、シリコン窒化膜表
面におけるシリコン酸化膜の膜厚分だけエッチングする
工程と、シリコン基板をプラスマ−窒素処理した後、オ
ゾン−テトラエトキシシランを用いたCVD法によって
形成するシリコン酸化物で、前記溝を充填する工程とを
含んで半導体装置の製造方法を構成した。このような構
成を備えることにより本発明は次のような作用を有す
る。すなわち、シリコン基板をプラスマ−窒素処理した
後、オゾン−テトラエトキシシランを用いたCVD法に
より、溝表面を含むシリコン窒化膜表面にシリコン酸化
膜を形成する工程においては、シリコン窒化膜上に形成
されるシリコン酸化膜より溝上に形成されるシリコン酸
化膜の方が成長速度が早くなり、溝上のシリコン酸化膜
の膜厚が、シリコン窒化膜上のシリコン酸化膜の膜厚よ
り厚くなる。そのため、次の工程において、シリコン酸
化膜を、シリコン窒化膜表面におけるシリコン酸化膜の
膜厚分だけエッチングすると、溝側壁には、シリコン酸
化膜が残存してサイドウォールとなる。このようにして
形成したサイドウォールは、次の工程においてオゾン−
テトラエトキシシランを用いたCVD法により形成する
シリコン酸化物により溝を充填する際には、シリコン窒
化膜の側壁より溝の側壁(具体的にはサイドウォールの
側壁)の方において、先にシリコン酸化物が成長するこ
とになる。そのため、シリコン窒化膜より下層側に位置
する溝内にはシリコン酸化物の未充填空間が残ることが
なくなり、ボイドは発生しなくなる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of forming a silicon nitride film on a silicon substrate, forming a groove in the silicon substrate over the silicon nitride film, and using ozone-tetraethoxysilane. Forming a silicon oxide film on the surface of the silicon nitride film including the groove surface by the CVD method, etching the silicon oxide film by the thickness of the silicon oxide film on the silicon nitride film surface, After the plasma-nitrogen treatment, a step of filling the groove with a silicon oxide formed by a CVD method using ozone-tetraethoxysilane was used to constitute a method for manufacturing a semiconductor device. By providing such a configuration, the present invention has the following operation. That is, in the step of forming a silicon oxide film on the surface of the silicon nitride film including the groove surface by a CVD method using ozone-tetraethoxysilane after the silicon substrate is treated with plasma-nitrogen, the silicon substrate is formed on the silicon nitride film. The growth rate of the silicon oxide film formed on the groove is higher than that of the silicon oxide film formed on the groove, and the thickness of the silicon oxide film on the groove is larger than the thickness of the silicon oxide film on the silicon nitride film. Therefore, in the next step, if the silicon oxide film is etched by the thickness of the silicon oxide film on the surface of the silicon nitride film, the silicon oxide film remains on the groove side wall to form a sidewall. The sidewalls formed in this manner will be treated with ozone
When the trench is filled with a silicon oxide formed by a CVD method using tetraethoxysilane, the silicon oxide is formed first on the sidewall of the trench (specifically, on the sidewall of the sidewall) rather than the sidewall of the silicon nitride film. Things will grow. Therefore, no space filled with silicon oxide remains in the trench located below the silicon nitride film, and voids do not occur.

【0015】本発明の請求項6に記載の発明は、シリコ
ン基板にシリコン窒化膜を形成する工程と、シリコン窒
化膜越しに、シリコン基板に溝を形成する工程と、溝表
面を含むシリコン窒化膜表面にシリコン酸化膜を形成す
る工程と、溝上方のシリコン窒化膜の側壁が完全に露出
するまでシリコン酸化膜を異方性エッチングする工程
と、オゾン−テトラエトキシシランを用いたCVD法に
よって形成するシリコン酸化物で、前記溝を充填する工
程とを含んで半導体装置の製造方法を構成した。このよ
うな構成を備えることにより本発明は次のような作用を
有する。すなわち、溝上方のシリコン窒化膜の側壁が完
全に露出するまでシリコン酸化膜を異方性エッチングす
ると、溝側壁には、シリコン酸化膜が残存してサイドウ
ォールとなる。このようにして形成したサイドウォール
は、次の工程においてオゾン−テトラエトキシシランを
用いたCVD法により形成するシリコン酸化物で溝を充
填する際には、シリコン窒化膜の側壁より溝の側壁(具
体的にはサイドウォールの側壁)の方が先にシリコン酸
化物が成長することになる。そのため、シリコン窒化膜
より下層側に位置する溝内にはシリコン酸化物の未充填
空間が残らなくなり、ボイドは発生しなくなる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method of forming a silicon nitride film on a silicon substrate, forming a groove in the silicon substrate over the silicon nitride film, and forming a silicon nitride film including a groove surface. A step of forming a silicon oxide film on the surface, a step of anisotropically etching the silicon oxide film until the side wall of the silicon nitride film above the trench is completely exposed, and a CVD method using ozone-tetraethoxysilane. And a step of filling the trench with silicon oxide. By providing such a configuration, the present invention has the following operation. That is, when the silicon oxide film is anisotropically etched until the side wall of the silicon nitride film above the groove is completely exposed, the silicon oxide film remains on the side wall of the groove and becomes a sidewall. When the trench is filled with a silicon oxide formed by a CVD method using ozone-tetraethoxysilane in the next step, the sidewall formed in this manner is more sidewall than the sidewall of the silicon nitride film (specifically, Specifically, the silicon oxide grows first on the side wall of the sidewall). Therefore, no space filled with silicon oxide remains in the trench located below the silicon nitride film, and no void is generated.

【0016】本発明の請求項7に記載の発明は、請求項
6に係る半導体装置の製造方法であって、シリコン酸化
膜を、オゾン−テトラエトキシシランを用いたCVD法
により形成することに特徴を有している。これにより次
のような作用を有する。すなわち、オゾン−テトラエト
キシシランを用いたCVD法により、シリコン窒化膜表
面およびトレンチ溝表面にシリコン酸化膜を形成する工
程においては、形成されるシリコン酸化膜は少しポーラ
ス状となってその膜密度が若干粗くなる。そのため、シ
リコン酸化膜を異方性エッチングにより取り除く処理時
間は、シリコン酸化膜の膜密度が粗くなる分、短くな
る。また、オゾン−テトラエトキシシランを用いたCV
D法により、シリコン窒化膜表面およびトレンチ溝表面
にシリコン酸化膜を形成する工程においては、溝(シリ
コン基板)上に形成されるシリコン酸化膜より、シリコ
ン窒化膜上に形成されるシリコン酸化膜の方が成長速度
が遅くなるので、シリコン窒化膜上のシリコン酸化膜の
膜厚が溝上のシリコン酸化膜の膜厚より薄くなる。その
ため、予め薄く形成したシリコン窒化膜上のシリコン酸
化膜が露出するまで行う異方性エッチングでは、その処
理時間が短くなる。そして、このようにしてしてエッチ
ング処理時間が短くなるにつれて、エッチングにより削
られるシリコン窒化膜のコーナ部分の削れ量は小さくな
る。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device according to the sixth aspect, wherein the silicon oxide film is formed by a CVD method using ozone-tetraethoxysilane. have. This has the following effect. That is, in the step of forming a silicon oxide film on the surface of the silicon nitride film and the surface of the trench groove by the CVD method using ozone-tetraethoxysilane, the formed silicon oxide film becomes slightly porous and the film density is reduced. It becomes slightly rough. Therefore, the processing time for removing the silicon oxide film by anisotropic etching is shortened by the increase in the film density of the silicon oxide film. In addition, CV using ozone-tetraethoxysilane
In the step of forming the silicon oxide film on the surface of the silicon nitride film and the surface of the trench groove by the method D, the silicon oxide film formed on the silicon nitride film is formed on the silicon nitride film rather than on the groove (silicon substrate). Since the growth rate is slower, the thickness of the silicon oxide film on the silicon nitride film is smaller than the thickness of the silicon oxide film on the trench. Therefore, in the anisotropic etching performed until the silicon oxide film on the previously formed silicon nitride film is exposed, the processing time is shortened. Then, as the etching processing time becomes shorter in this manner, the amount of the corner portion of the silicon nitride film that is etched away becomes smaller.

【0017】本発明の請求項8に記載の発明は、請求項
7に係る半導体装置の製造方法であって、前記シリコン
酸化膜を、オゾン−テトラエトキシシランを用いたCV
D法により形成する前に、シリコン基板をプラスマ−窒
素処理することに特徴を有しており、これにより次のよ
うな作用を有する。すなわち、オゾン−テトラエトキシ
シランを用いたCVD法によって前記シリコン酸化膜を
形成するる前に、シリコン基板をプラスマ−窒素処理す
ることで、このCVD法が有する成膜速度の下地依存性
が促進される。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the method for manufacturing a semiconductor device according to the seventh aspect, wherein the silicon oxide film is formed by a CV using ozone-tetraethoxysilane.
It is characterized in that the silicon substrate is subjected to plasma-nitrogen treatment before being formed by the method D, thereby having the following effects. That is, by subjecting the silicon substrate to plasma-nitrogen treatment before forming the silicon oxide film by the CVD method using ozone-tetraethoxysilane, the dependence of the film formation rate of the CVD method on the underlayer is promoted. You.

【0018】本発明の請求項9に記載の発明は、半導体
装置において、シリコン基板に形成された素子形成領域
分離用のトレンチ溝と、トレンチ溝の側壁に設けた絶縁
物からなるサイドウォールと、トレンチ溝に充填された
絶縁物からなる充填材とを有することに特徴を有してい
る。これにより本発明は、トレンチ溝に充填された充填
材と、トレンチ溝の側壁との間にもう一層設けられたサ
イドウォールという2層の絶縁物によって隣接する素子
形成領域を電気的に分離しているので、素子分離構造の
電気的耐圧性能が向上することになる。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device, comprising: a trench formed on a silicon substrate for isolating an element formation region; a sidewall made of an insulator provided on a side wall of the trench; And a filler made of an insulator filled in the trench. Accordingly, in the present invention, adjacent element formation regions are electrically separated by a two-layer insulator, a sidewall provided between the filler filling the trench groove and the sidewall of the trench groove. Therefore, the electric breakdown voltage performance of the element isolation structure is improved.

【0019】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照しながら説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0020】図1は、本発明の半導体装置の製造方法で
製造した半導体装置の概略断面図である。この半導体装
置は、シリコン基板1上の各素子形成領域2の間にトレ
ンチ溝3が設けられている。トレンチ溝3の内面には熱
シリコン酸化膜4が設けられている。熱シリコン酸化膜
4の表面には絶縁物からなるサイドウォール5が設けら
れている。サイドウォール5を構成する絶縁物はシリコ
ン酸化物から構成されており、このような絶縁物からな
るサイドウォール5がトレンチ溝3の側壁に選択的に設
けられている。熱シリコン酸化膜4およびサイドウォー
ル5が設けられたトレンチ溝3は、絶縁物であるシリコ
ン酸化物から構成された充填材6で充填されている。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a semiconductor device manufactured by the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention. In this semiconductor device, a trench 3 is provided between element forming regions 2 on a silicon substrate 1. A thermal silicon oxide film 4 is provided on the inner surface of the trench 3. On the surface of the thermal silicon oxide film 4, a sidewall 5 made of an insulating material is provided. The insulator constituting the sidewall 5 is made of silicon oxide, and the sidewall 5 made of such an insulator is selectively provided on the side wall of the trench 3. The trench 3 provided with the thermal silicon oxide film 4 and the sidewalls 5 is filled with a filler 6 made of silicon oxide which is an insulator.

【0021】なお、各素子形成領域2には、トランジス
タに代表される半導体装置が形成されるが、本願発明
は、素子分離構造に特徴があり、これら各半導体装置そ
のものの構成においては何ら特徴がないの、各半導体装
置の構成については図示省略している。
A semiconductor device typified by a transistor is formed in each element formation region 2. The present invention has a feature in an element isolation structure, and the semiconductor device itself has some features in its configuration. However, the configuration of each semiconductor device is not shown.

【0022】この半導体装置の構造では、充填材6とト
レンチ溝3との間にもう一層、絶縁物からなるサイドウ
ォール5を設けることで、素子分離特性、特に耐圧特性
が改善され、素子分離全体の信頼性を向上させることが
できる。以下に、このような半導体装置を製造する方法
について、図面を参照しながら説明する。
In the structure of this semiconductor device, by further providing a side wall 5 made of an insulator between the filling material 6 and the trench 3, the element isolation characteristics, especially the withstand voltage characteristics are improved, and the entire element isolation is improved. Can be improved in reliability. Hereinafter, a method for manufacturing such a semiconductor device will be described with reference to the drawings.

【0023】第1の製造方法 図2〜図4は、本願発明の半導体装置の第1の製造方法
の特徴である半導体装置の素子分離の形成方法の概略断
面図をそれぞれ示している。
First Manufacturing Method FIGS. 2 to 4 are schematic cross-sectional views of a method for forming element isolation of a semiconductor device, which is a feature of the first manufacturing method of a semiconductor device according to the present invention.

【0024】まず、シリコン基板1上に800〜100
0℃程度の熱酸化処理によって10〜20nm程度の膜
厚の熱シリコン酸化膜10(この熱シリコン酸化膜10
は上述した熱シリコン酸化膜4とは異なる)を形成す
る。そして、熱シリコン酸化膜10の上層に、減圧CV
D法等の手法により、100〜300nm程度の膜厚の
シリコン窒化膜11(請求項における被膜に相当する)
を形成する。(図2(a)参照) さらには、シリコン窒化膜11上にホトリソグラフィー
技術を用いて、設計に応じたレジストパターン(図示省
略)を形成し、その後ドライエッチング技術を用いてシ
リコン窒化膜11、熱シリコン酸化膜10、およびシリ
コン基板1をエッチングすることでトレンチ溝3を形成
する。トレンチ溝3を形成したのちレジストパターンを
除去する。(図2(b)参照) そして、シリコン基板1に対して、800〜1000℃
程度の熱処理を施すことにより、トレンチ溝3の内面に
熱シリコン酸化膜4を10〜20nm程度の膜厚で形成
する。さらに、熱シリコン膜4形成後のシリコン基板1
に対して、必要に応じて素子分離の信頼性向上のために
ボロンやリン等のイオン種を注入する。(図3(a)参
照) 熱シリコン酸化膜4形成後のシリコン基板1に対して、
プラズマ−窒素処理したうえで、オゾン−テトラエトキ
シシランを用いたCVD法により、シリコン基板1の表
面、すなわち、シリコン窒化膜11の表面、およびトレ
ンチ溝3の内面に、シリコン酸化膜12を10nm〜1
00nm程度の膜厚に形成する。
First, 800 to 100 on the silicon substrate 1
The thermal silicon oxide film 10 having a thickness of about 10 to 20 nm (this thermal silicon oxide film 10
Is different from the thermal silicon oxide film 4 described above). Then, a reduced pressure CV is formed on the thermal silicon oxide film 10.
The silicon nitride film 11 having a thickness of about 100 to 300 nm by a method such as the D method (corresponding to a coating in the claims)
To form (Refer to FIG. 2A.) Further, a resist pattern (not shown) according to the design is formed on the silicon nitride film 11 using photolithography technology, and then the silicon nitride film 11 is formed using dry etching technology. The trench 3 is formed by etching the thermal silicon oxide film 10 and the silicon substrate 1. After forming the trench 3, the resist pattern is removed. (Refer to FIG. 2B).
A thermal silicon oxide film 4 having a thickness of about 10 to 20 nm is formed on the inner surface of the trench 3 by performing a heat treatment of about 10 nm. Furthermore, the silicon substrate 1 after the formation of the thermal silicon film 4
In order to improve the reliability of element isolation, ion species such as boron and phosphorus are implanted as needed. (Refer to FIG. 3A.) The silicon substrate 1 after the thermal silicon oxide film 4 is formed
After plasma-nitrogen treatment, a silicon oxide film 12 is formed on the surface of the silicon substrate 1, that is, the surface of the silicon nitride film 11 and the inner surface of the trench 3 by a CVD method using ozone-tetraethoxysilane to a thickness of 10 nm or more. 1
It is formed to a thickness of about 00 nm.

【0025】このとき、オゾン−テトラエトキシシラン
を用いたCVD法の特徴として下地依存性があり、シリ
コン窒化膜11上に形成されるシリコン酸化膜12より
トレンチ溝3(熱シリコン酸化膜4)上に形成されるシ
リコン酸化膜12の方が成長速度が早くなる。さらに
は、このようなCVD法処理を行う前に、シリコン基板
1をプラスマ−窒素処理することで、その下地依存性が
促進される。そのため、このようにして形成されるシリ
コン酸化膜12では、シリコン窒化膜11上に形成され
るシリコン酸化膜12の膜厚よりトレンチ溝3上に形成
されるシリコン酸化膜12の膜厚の方が厚くなる。(図
3(b)参照) このようにしてシリコン酸化膜12を形成したのち、弗
酸等の溶液を用いて、シリコン酸化膜12を部分的に除
去する。すなわち、シリコン窒化膜11の側壁部分に堆
積されたシリコン酸化膜12の膜厚分だけシリコン酸化
膜12を除去する。このとき、シリコン酸化膜12の膜
厚は、上述したように、シリコン窒化膜11上の部位よ
りトレンチ溝3上の部位の方が厚くなっている。そのた
め、シリコン酸化膜12を、シリコン窒化膜11の側壁
部分に堆積された膜厚分だけ除去すると、シリコン窒化
膜11の側壁部分に堆積されたシリコン酸化膜12だけ
が選択的に除去され、トレンチ溝3の内壁には、シリコ
ン酸化膜12が残存することになる。このようにしてト
レンチ溝3内に残存するシリコン酸化膜12がサイドウ
ォール5となる。(図4(a)参照) 次に、シリコン基板1に対して、プラズマ−窒素処理を
施したのち、オゾン−テトラエトキシシランを用いたC
VD法により、シリコン基板1の表面、すなわち、シリ
コン窒化膜11の表面、およびトレンチ溝3の内面に、
シリコン酸化物充填層13を形成して、トレンチ溝3を
このシリコン酸化物充填層13により充填する。
At this time, the feature of the CVD method using ozone-tetraethoxysilane is that it depends on the underlayer, and the silicon oxide film 12 formed on the silicon nitride film 11 is higher than the trench groove 3 (thermal silicon oxide film 4). The growth rate of the silicon oxide film 12 formed on the substrate is higher. Further, by subjecting the silicon substrate 1 to plasma-nitrogen treatment before performing such a CVD method treatment, the dependence on the base is promoted. Therefore, in the silicon oxide film 12 thus formed, the thickness of the silicon oxide film 12 formed on the trench 3 is larger than that of the silicon oxide film 12 formed on the silicon nitride film 11. It gets thicker. (See FIG. 3B.) After the silicon oxide film 12 is thus formed, the silicon oxide film 12 is partially removed using a solution such as hydrofluoric acid. That is, the silicon oxide film 12 is removed by the thickness of the silicon oxide film 12 deposited on the side wall of the silicon nitride film 11. At this time, as described above, the thickness of the silicon oxide film 12 is larger at the portion on the trench groove 3 than at the portion on the silicon nitride film 11. Therefore, when the silicon oxide film 12 is removed by the thickness deposited on the side wall of the silicon nitride film 11, only the silicon oxide film 12 deposited on the side wall of the silicon nitride film 11 is selectively removed, and the trench is removed. The silicon oxide film 12 remains on the inner wall of the groove 3. Thus, the silicon oxide film 12 remaining in the trench 3 becomes the sidewall 5. (See FIG. 4A.) Next, after performing a plasma-nitrogen treatment on the silicon substrate 1, C using ozone-tetraethoxysilane is used.
According to the VD method, the surface of the silicon substrate 1, that is, the surface of the silicon nitride film 11 and the inner surface of the trench 3 are
The silicon oxide filling layer 13 is formed, and the trench 3 is filled with the silicon oxide filling layer 13.

【0026】このとき、オゾン−テトラエトキシシラン
を用いたCVD法には下地依存性があるために、シリコ
ン窒化膜11上に形成されるシリコン酸化物充填層13
よりシリコン酸化膜12上に形成されるシリコン酸化物
充填層13の方がその成長速度が早くなる。さらには、
このようなCVD法処理を行う前にシリコン基板1をプ
ラスマ−窒素処理することで、その下地依存性が促進さ
れる。そのため、この方法により形成されるシリコン酸
化物充填層13では、シリコン窒化膜11の側壁上での
堆積速度が、その下層側にあるトレンチ溝3(サイドウ
ォール5)上での堆積速度より遅くなる結果、トレンチ
溝3での充填が完了する前に、シリコン窒化膜11の側
壁での充填が完了するといったことが起きなくなる。そ
のため、トレンチ溝3内のシリコン酸化物充填層13に
ボイドが発生することがなくなり、良好な段差被服特性
を得ることが出来る。(図4(b)参照) 最後に、充填材6となるシリコン酸化物充填層13以外
のシリコン酸化物充填層13、およびシリコン窒化膜1
1を、CMP法(Chemical Mechanical Polishing)等
により除去することにより、図1に示す半導体装置の素
子分離構造の形成が完了する。なな、シリコン酸化物充
填層13、およびシリコン窒化膜11をCMP法により
除去する際には、シリコン窒化膜11が研磨のストッパ
ー膜として機能する。
At this time, since the CVD method using ozone-tetraethoxysilane has an underlayer dependence, the silicon oxide filling layer 13 formed on the silicon nitride film 11 is formed.
The silicon oxide filling layer 13 formed on the silicon oxide film 12 has a higher growth rate. Furthermore,
By subjecting the silicon substrate 1 to plasma-nitrogen treatment before performing such a CVD process, the dependence on the base is promoted. Therefore, in the silicon oxide filling layer 13 formed by this method, the deposition rate on the side wall of the silicon nitride film 11 is lower than the deposition rate on the trench 3 (side wall 5) under the silicon nitride film 11. As a result, the filling of the sidewall of the silicon nitride film 11 is not completed before the filling of the trench 3 is completed. Therefore, no void is generated in the silicon oxide filling layer 13 in the trench 3, and good step coverage characteristics can be obtained. (See FIG. 4B) Finally, the silicon oxide filling layer 13 other than the silicon oxide filling layer 13 serving as the filling material 6 and the silicon nitride film 1
1 is removed by CMP (Chemical Mechanical Polishing) or the like, thereby completing the formation of the element isolation structure of the semiconductor device shown in FIG. When the silicon oxide filling layer 13 and the silicon nitride film 11 are removed by the CMP method, the silicon nitride film 11 functions as a polishing stopper film.

【0027】また、このようにして形成される半導体装
置においては、その素子形成領域2に半導体装置本体の
構造が形成されるが、半導体本体の構造は本発明と関係
がないのでその製法の詳細については説明を省略する。
In the semiconductor device thus formed, the structure of the semiconductor device main body is formed in the element forming region 2. However, the structure of the semiconductor main body is not related to the present invention, and therefore, the details of the manufacturing method are described. The description of is omitted.

【0028】第2の製造方法 図5,図6は、この半導体装置の第2の製造方法の特徴
となる半導体装置の素子分離の形成方法の概略断面図を
それぞれ示している。
Second Manufacturing Method FIGS. 5 and 6 are schematic sectional views showing a method of forming element isolation of a semiconductor device, which is a feature of the second manufacturing method of the semiconductor device.

【0029】まず、図5(a)に示すように、シリコン
基板1上に、熱シリコン酸化膜10、シリコン窒化膜1
1、トレンチ溝3、および熱シリコン酸化膜4を形成す
る。これらの構成の製法は、上述した第1の製造方法と
同一であるので、その説明は省略する。
First, as shown in FIG. 5A, a thermal silicon oxide film 10, a silicon nitride film 1
1, a trench 3 and a thermal silicon oxide film 4 are formed. The manufacturing method of these configurations is the same as the above-described first manufacturing method, and thus the description thereof is omitted.

【0030】その後、CVD法により、シリコン基板1
の表面、すなわち、シリコン窒化膜11の表面、および
トレンチ溝3の内面に、シリコン酸化膜20を10nm
〜100nm程度の膜厚に形成する。(図5(b)参
照) さらに、異方性ドライエッチングにより、シリコン酸化
膜20をシリコン窒化膜11の側壁が露出するまでエッ
チングすることで、熱シリコン酸化膜4表面(トレンチ
溝3の側壁)には、サイドウォール5が形成される。以
下、説明する。
Thereafter, the silicon substrate 1 is formed by the CVD method.
On the surface of the silicon nitride film 11 and the inner surface of the trench 3 by a thickness of 10 nm.
It is formed to a thickness of about 100 nm. (See FIG. 5B.) Further, the silicon oxide film 20 is etched by anisotropic dry etching until the side wall of the silicon nitride film 11 is exposed, so that the surface of the thermal silicon oxide film 4 (the side wall of the trench 3). , A sidewall 5 is formed. This will be described below.

【0031】異方性ドライエッチングは、エッチング方
向に面したエッチング対象膜よりエッチング方向と直交
する方向に面したエッチング対象膜の方が、そのエッチ
ング速度が遅いという特徴を有している。そのため、シ
リコン酸化膜20(シリコン窒化膜11表面、およびト
レンチ溝3の側壁の熱シリコン酸化膜4表面に形成して
いる)を異方性ドライエッチングした場合には、シリコ
ン窒化膜11の側壁が露出するまでエッチングしても、
その下方に位置する熱シリコン酸化膜4の表面には、エ
ッチングされていないシリコン酸化膜20が残存してし
まう。そのため、シリコン窒化膜11の側壁が露出した
時点でエッチングを停止すると、熱シリコン酸化膜4の
表面にはシリコン酸化膜20が残存してサイドウォール
5となる。(図6(a)参照) 次に、シリコン基板1に対して、プラズマ−窒素処理を
施したのち、オゾン−テトラエトキシシランを用いたC
VD法により、シリコン基板1の表面、すなわち、シリ
コン窒化膜11の表面、およびトレンチ溝3の内面に、
シリコン酸化物充填層13を形成して、トレンチ溝3を
このシリコン酸化物充填層13によりボイドを形成する
ことなく充填する(図6(b)参照)。なお、このと
き、酸化物充填層13にボイドが発生しにくくなる理由
は第1の製造方法で説明した理由と同じであるので、そ
の説明は省略する。さらに、充填材6となるシリコン酸
化物充填層13以外のシリコン酸化物充填層13、およ
びシリコン窒化膜11を、CMP法(Chemical Mechani
cal Polishing)等により除去することにより、図1に
示す半導体装置の素子分離構造の形成が完了する。これ
らの工程は、第1の製造方法と同一なのでその説明は省
略する。
Anisotropic dry etching is characterized in that an etching rate of a film to be etched in a direction perpendicular to the etching direction is lower than that of a film to be etched in an etching direction. Therefore, when the silicon oxide film 20 (formed on the surface of the silicon nitride film 11 and the surface of the thermal silicon oxide film 4 on the side wall of the trench 3) is subjected to anisotropic dry etching, the side wall of the silicon nitride film 11 Etching until exposed,
The unetched silicon oxide film 20 remains on the surface of the thermal silicon oxide film 4 located below. Therefore, if the etching is stopped when the side wall of the silicon nitride film 11 is exposed, the silicon oxide film 20 remains on the surface of the thermal silicon oxide film 4 to form the sidewall 5. (Refer to FIG. 6 (a).) Next, after performing a plasma-nitrogen treatment on the silicon substrate 1, C using ozone-tetraethoxysilane is used.
According to the VD method, the surface of the silicon substrate 1, that is, the surface of the silicon nitride film 11 and the inner surface of the trench 3 are
The silicon oxide filling layer 13 is formed, and the trench 3 is filled with the silicon oxide filling layer 13 without forming a void (see FIG. 6B). At this time, the reason why voids are unlikely to be generated in the oxide filling layer 13 is the same as the reason described in the first manufacturing method, and therefore the description thereof is omitted. Further, the silicon oxide filling layer 13 other than the silicon oxide filling layer 13 serving as the filling material 6 and the silicon nitride film 11 are subjected to a CMP (Chemical Mechanical) method.
The formation of the element isolation structure of the semiconductor device shown in FIG. Since these steps are the same as those in the first manufacturing method, the description is omitted.

【0032】なお、上述した第2の製造方法では、シリ
コン酸化膜20を、単にCVD法により成膜するとして
いたが、このシリコン酸化膜20を、オゾン−テトラエ
トキシシランを用いたCVD法で形成すると、異方性ド
ライエッチングの時間が短くなる。これは、次のような
理由によっている。すなわち、第1の理由は、オゾン−
テトラエトキシシランを用いたCVD法でシリコン酸化
膜20を形成すると、そのシリコン酸化膜20はポーラ
ス状になって膜密度が低くなるために、エッチングがし
やすくなることである。第2の理由は、オゾン−テトラ
エトキシシランを用いたCVD法が有する下地依存性に
より、シリコン窒化膜11上のシリコン酸化膜20(次
の異方性ドライエッチング工程で選択的に除去される)
の膜厚がトレンチ溝3上のシリコン酸化膜20の膜厚よ
り薄くなる結果、エッチング時間を短縮できることであ
る。
In the second manufacturing method described above, the silicon oxide film 20 is simply formed by the CVD method. However, the silicon oxide film 20 is formed by the CVD method using ozone-tetraethoxysilane. Then, the time of anisotropic dry etching is shortened. This is based on the following reasons. That is, the first reason is that ozone
When the silicon oxide film 20 is formed by a CVD method using tetraethoxysilane, the silicon oxide film 20 becomes porous and has a low film density, so that etching becomes easy. The second reason is that the silicon oxide film 20 on the silicon nitride film 11 (which is selectively removed in the next anisotropic dry etching step) due to the underlayer dependency of the CVD method using ozone-tetraethoxysilane.
Is thinner than the thickness of the silicon oxide film 20 on the trench 3, so that the etching time can be reduced.

【0033】このように、第2の製造方法において、シ
リコン酸化膜20を、オゾン−テトラエトキシシランを
用いたCVD法で形成すると、シリコン酸化膜20のエ
ッチング時間が短縮化されるので、シリコン窒化膜11
のコーナ部分の削れ量も小さくなり、後工程で行うオゾ
ン−テトラエトキシシランを用いたCVD法でシリコン
酸化物充填層13を形成する際に、シリコン酸化物充填
層13の堆積形状を精度よく維持できるようになる結
果、素子分離の信頼性がさらに向上する。
As described above, when the silicon oxide film 20 is formed by the CVD method using ozone-tetraethoxysilane in the second manufacturing method, the etching time of the silicon oxide film 20 is shortened. Membrane 11
The shaving amount of the corner portion becomes small, and the deposition shape of the silicon oxide filling layer 13 is accurately maintained when the silicon oxide filling layer 13 is formed by a CVD method using ozone-tetraethoxysilane in a later step. As a result, the reliability of element isolation is further improved.

【0034】なお、上述した実施の形態では、シリコン
酸化物からなるサイドウォール5を形成していたが、本
発明におけるサイドウォールは、オゾン−テトラエトキ
シシランを用いたCVD法による充填材の成長速度が被
膜(シリコン窒化膜11等)より早い絶縁物であれば、
他のどのような絶縁物であっもかまわないのはいうまで
もない。
In the above-described embodiment, the side wall 5 made of silicon oxide is formed. However, the side wall in the present invention is formed by the growth rate of the filler by the CVD method using ozone-tetraethoxysilane. If the insulator is faster than the coating (such as the silicon nitride film 11),
It goes without saying that any other insulator can be used.

【0035】また、上述した実施の形態では、シリコン
基板に形成する溝として、トレンチ溝3を例をして説明
したが、本発明は、シリコン基板に形成するどのような
溝においても実施できるのはいうまでもない。
In the above-described embodiment, the trench 3 is used as an example of the groove formed in the silicon substrate. However, the present invention can be applied to any groove formed in the silicon substrate. Needless to say.

【0036】また、上述した実施の形態では、被膜とし
て、シリコン窒化膜を有するシリコン基板において、本
発明を実施していたが、他の被膜を有するシリコン基板
においても同様に実施することができるのもいうまでも
ない。
Further, in the above-described embodiment, the present invention is applied to a silicon substrate having a silicon nitride film as a film, but the present invention can be similarly applied to a silicon substrate having another film. Needless to say.

【0037】[0037]

【発明の効果】請求項1,2,4によれば、被膜より下
層側に位置する溝内には充填材の未充填空間が残りにく
くなり、ボイドの発生が防止される。そのため、微細化
が進んで、溝のアスペクト比が大きくなった半導体装置
であっても、素子分離の信頼性を維持して、半導体装置
の電気特性を向上させることが可能となる。
According to the first, second and fourth aspects of the present invention, the space which is not filled with the filler hardly remains in the groove located on the lower layer side of the coating, and the generation of voids is prevented. Therefore, even in a semiconductor device in which the aspect ratio of a groove is increased due to miniaturization, the electrical characteristics of the semiconductor device can be improved while maintaining the reliability of element isolation.

【0038】請求項3によれば、オゾン−テトラエトキ
シシランを用いたCVD法によって形成する充填材で前
記溝を充填する前に、シリコン基板をプラスマ−窒素処
理すれば、オゾン−テトラエトキシシランを用いたCV
D法が有する成膜速度の下地依存性が促進される結果、
請求項1,2の効果がより明瞭となる。
According to the third aspect, before the groove is filled with a filler formed by a CVD method using ozone-tetraethoxysilane, the silicon substrate is subjected to plasma-nitrogen treatment. CV used
As a result of promoting the dependence of the film formation rate of the method D on the base,
The effects of claims 1 and 2 become clearer.

【0039】請求項5,6によれば、それぞれサイドウ
ォールを、精度良く、しかも比較的簡単な方法で作製す
ることが可能となる結果、請求項1,2,4の効果を製
造コストの上昇を招くことなく獲得することができる。
According to the fifth and sixth aspects, it is possible to manufacture the sidewalls with high accuracy and by a relatively simple method. As a result, the effects of the first, second and fourth aspects are increased in manufacturing cost. Can be acquired without inviting.

【0040】請求項7,8によれば、請求項6の製造方
法で実施する異方性エッチングの処理時間の短縮化が可
能となる結果、シリコン窒化膜のコーナー部分の削れ量
も小さくなる。そのため、後に行うオゾン−テトラエト
キシシランを用いたCVD法によるシリコン酸化物の堆
積形状を精度よく維持できるようになり、その分、さら
に、素子分離の信頼性が向上する。
According to the seventh and eighth aspects, the processing time of the anisotropic etching performed by the manufacturing method of the sixth aspect can be shortened, and as a result, the shaved amount of the corner portion of the silicon nitride film can be reduced. Therefore, the deposition shape of silicon oxide by a CVD method using ozone-tetraethoxysilane to be performed later can be accurately maintained, and the reliability of element isolation is further improved.

【0041】本発明の請求項9によれば、トレンチ溝に
充填された充填物と、トレンチ溝の側壁との間にもう一
層設けられたサイドウォールという2層の絶縁物によっ
て隣接する素子形成領域を電気的に分離しているので、
素子分離構造の電気的耐圧性能が向上する。
According to the ninth aspect of the present invention, the element formation region adjacent to the filling material filled in the trench groove by a two-layer insulator called a sidewall provided between the filling material and the side wall of the trench groove. Are electrically separated from each other,
The electric breakdown voltage performance of the element isolation structure is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態である半導体装置の構造を
示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a structure of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記実施の形態の半導体装置の第1の製造方法
の前期工程を示す工程断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a first step of the first method of manufacturing the semiconductor device according to the above embodiment;

【図3】上記実施の形態の半導体装置の第1の製造方法
の中期工程を示す工程断面図である。
FIG. 3 is a process cross-sectional view showing a middle step of a first manufacturing method of the semiconductor device of the embodiment.

【図4】上記実施の形態の半導体装置の第1の製造方法
の後期工程を示す工程断面図である。
FIG. 4 is a process cross-sectional view showing a latter stage of a first manufacturing method of the semiconductor device according to the above embodiment;

【図5】上記実施の形態の半導体装置の第2の製造方法
の中期工程を示す工程断面図である。
FIG. 5 is a process cross-sectional view showing a middle step of a second manufacturing method of the semiconductor device of the above embodiment.

【図6】上記実施の形態の半導体装置の第2の製造方法
の後期工程を示す工程断面図である。
FIG. 6 is a process cross-sectional view showing a latter process of the second method of manufacturing the semiconductor device of the above embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2 素子形
成領域 3 トレンチ溝 4 熱シリ
コン酸化膜 5 サイドウォール 6 充填材 10 熱シリコン酸化膜 11 シリ
コン窒化膜 12 シリコン酸化膜 13 シリ
コン酸化物充填層 20 シリコン酸化膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate 2 Element formation area 3 Trench groove 4 Thermal silicon oxide film 5 Side wall 6 Filler 10 Thermal silicon oxide film 11 Silicon nitride film 12 Silicon oxide film 13 Silicon oxide filling layer 20 Silicon oxide film

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被膜を有するシリコン基板に溝を形成
し、さらに、オゾン−テトラエトキシシランを用いたC
VD法によって形成する絶縁物からなる充填材で、前記
溝を充填する半導体装置の製造方法であって、 前記溝を前記充填材で充填する前に、オゾン−テトラエ
トキシシランを用いたCVD法による前記充填材の成長
速度が前記被膜より早い絶縁物からなるサイドウォール
を、前記溝の側壁に選択的に形成することを特徴とする
半導体装置の製造方法。
A groove is formed in a silicon substrate having a coating, and a groove is formed on the silicon substrate using ozone-tetraethoxysilane.
A method of manufacturing a semiconductor device in which the groove is filled with a filler made of an insulator formed by a VD method, wherein the groove is filled with the filler by a CVD method using ozone-tetraethoxysilane. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a sidewall made of an insulator having a growth rate of the filler faster than that of the coating is selectively formed on a sidewall of the groove.
【請求項2】 請求項1記載の半導体装置の製造方法で
あって、 前記溝はトレンチ溝であることを特徴とする半導体装置
の製造方法。
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said groove is a trench.
【請求項3】 請求項1または2記載の半導体装置の製
造方法であって、 前記充填材で前記溝を充填する前に、シリコン基板をプ
ラスマ−窒素処理することを特徴とする半導体装置の製
造方法。
3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a plasma-nitrogen treatment is performed on the silicon substrate before filling the groove with the filler. Method.
【請求項4】 請求項1ないし3のいずれか記載の半導
体装置の製造方法であって、 前記被膜としてシリコン窒化膜を形成し、前記サイドウ
ォールとしてシリコン酸化物を形成し、前記充填材とし
てシリコン酸化物を前記溝に充填することを特徴とする
半導体装置の製造方法。
4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a silicon nitride film is formed as the film, a silicon oxide is formed as the sidewall, and silicon is used as the filler. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising filling the trench with an oxide.
【請求項5】 シリコン基板にシリコン窒化膜を形成す
る工程と、 シリコン窒化膜越しに、シリコン基板に溝を形成する工
程と、 シリコン基板をプラスマ−窒素処理した後、オゾン−テ
トラエトキシシランを用いたCVD法により、溝表面を
含むシリコン窒化膜表面にシリコン酸化膜を形成する工
程と、 前記シリコン酸化膜を、シリコン窒化膜表面におけるシ
リコン酸化膜の膜厚分だけエッチングする工程と、 シリコン基板をプラスマ−窒素処理した後、オゾン−テ
トラエトキシシランを用いたCVD法によって形成する
シリコン酸化物で、前記溝を充填する工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. A step of forming a silicon nitride film on a silicon substrate, a step of forming a groove in the silicon substrate over the silicon nitride film, and a step of subjecting the silicon substrate to plasma-nitrogen treatment and using ozone-tetraethoxysilane. Forming a silicon oxide film on the surface of the silicon nitride film including the groove surface by the CVD method, etching the silicon oxide film by the thickness of the silicon oxide film on the silicon nitride film surface, Filling the groove with a silicon oxide formed by a CVD method using ozone-tetraethoxysilane after plasma-nitrogen treatment.
【請求項6】 シリコン基板にシリコン窒化膜を形成す
る工程と、 シリコン窒化膜越しに、シリコン基板に溝を形成する工
程と、 溝表面を含むシリコン窒化膜表面にシリコン酸化膜を形
成する工程と、 溝上方のシリコン窒化膜の側壁が完全に露出するまでシ
リコン酸化膜を異方性エッチングする工程と、 シリコン基板をプラスマ−窒素処理した後、オゾン−テ
トラエトキシシランを用いたCVD法によって形成する
シリコン酸化物で、前記溝を充填する工程と、を含むこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
6. A step of forming a silicon nitride film on a silicon substrate, a step of forming a groove in the silicon substrate over the silicon nitride film, and a step of forming a silicon oxide film on the surface of the silicon nitride film including the groove surface Anisotropically etching the silicon oxide film until the side wall of the silicon nitride film above the trench is completely exposed; and forming the silicon substrate by plasma-nitrogen treatment and then by a CVD method using ozone-tetraethoxysilane. Filling the trench with silicon oxide.
【請求項7】 請求項6記載の半導体装置の製造方法で
あって、 前記シリコン酸化膜を、オゾン−テトラエトキシシラン
を用いたCVD法により形成することを特徴とする半導
体装置の製造方法。
7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the silicon oxide film is formed by a CVD method using ozone-tetraethoxysilane.
【請求項8】 請求項7記載の半導体装置の製造方法で
あって、 前記シリコン酸化膜を、オゾン−テトラエトキシシラン
を用いたCVD法により形成する前に、シリコン基板を
プラスマ−窒素処理することを特徴とする半導体装置の
製造方法。
8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the silicon substrate is subjected to plasma-nitrogen treatment before the silicon oxide film is formed by a CVD method using ozone-tetraethoxysilane. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項9】 シリコン基板に形成された素子形成領域
分離用のトレンチ溝と、トレンチ溝の側壁に設けた絶縁
物からなるサイドウォールと、トレンチ溝に充填された
絶縁物からなる充填材とを有することを特徴とする半導
体装置。
9. A trench formed on a silicon substrate for isolating an element formation region, a sidewall made of an insulator provided on a side wall of the trench, and a filler made of an insulator filled in the trench. A semiconductor device comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101204664B1 (en) 2008-04-07 2012-11-26 에스케이하이닉스 주식회사 Method for fabricating interlayer dielectric in semiconductor device
WO2013048872A1 (en) * 2011-09-26 2013-04-04 Applied Materials, Inc. Pretreatment and improved dielectric coverage
JP2017195371A (en) * 2016-04-12 2017-10-26 東京エレクトロン株式会社 Silicon dioxide filling for fine concave feature, and method for selective silicon dioxide deposition on catalyst surface

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